在线测量Sn-3.5Ag焊点蠕变的电阻应变

摘要

以焊料(Sn-3.5Ag)在薄铜基片之间制作截面积约为1 mm2,厚度分别为0.42 mm 和0.10 mm 的试样(其面积与电子封装中的无铅焊点面积大体相同)为对象,利用特制的电子测试系统实时、在线测量试样焊点的微电阻及其剪切应力,并通过串行接口将相关数据传输至计算机.数据经计算机处理后,拟合成实时微电阻和测试时间的关系曲线.基于经典的Griffith 断裂模型,建立一个简易数学模型,从理论上论证电阻应变与焊点机械蠕变裂纹之间的关系.研究结果表明:该关系曲线反映焊点的裂纹连续生长、蠕变失效过程,变化趋势与经典结果吻合;在24 MPa 应力作用下,厚度为0.42 mm 的试样最大电阻应变为0.18,最大电阻应变率为2.2×10-3 s-1;在25 MPa应力作用下,厚度为0.10 mm 试样的最大电阻应变为0.036,最大电阻应变率为3.5×10-3 s-1,实验持续时间较厚度为0.42 mm 的试样短.